Глава 3 БИОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ

Смотрите также:

История атомов и география - Перельман

Геохимия - химия земли

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии геологов, почвоведов

Эволюция

Соотношение биомассы и ежегодной продукции. Группы и типы ландшафтов.

По этому показателю четко выделяется пять групп ландшафтов.

Труппа А

Ландшафты с максимальной аккумуляцией солнечной энергии, лишь незначительная часть которой ежегодно превращается в энергию геохимических процессов. Это лесные ландшафты, в которых биомасса в десятки раз превышает ежегодную продукцию (Б измеряется тысячами ц/га, П — десятками и сотнями). Под пологом деревьев создается микроклимат, состав атмосферы меняется. Преобладающая часть живого вещества, как правило, расположена над поверхностью почвы: масса стволов и листьев намного превышает массу корней. В лесных ландшафтах наиболее резко проявлена способность организмов создавать среду своего обитания, они интенсивно преобразуют окружающую среду. Для ландшафтов группы А характерна высокая когерентность — интенсивные прямые совершенные водные связи между почвой, корой выветривания, грунтовыми водами, континентальными отложениями и поверхностными водами, ярко выражен водораздельный центр. Ландшафт отличается сложностью и устойчивостью. Биокосные отрицательные обратные связи проявляются слабо.

Группа В.

Ландшафты со средним накоплением солнечной энергии, биомассой в сотни и десятки ц/га, значительная часть которой ежегодно превращается в энергию геохимических процессов. Это степные, луговые и частично саванновые ландшафты. Ежегодная продукция (П) в данной группе значительна и местами не уступает группе А. В связи с этим Б:П на порядок меньше, чем в лесах. Запасы гумуса в 10—20 раз превышают биомассу. Роль организмов в создании среды обитания и, в частности, в создании микроклимата меньше. Основная масса живого вещества часто сосредоточена под поверхностью почвы, т.е. масса корней больше массы надземных органов растений. Прямые водные связи менее совершенны, чем в группе А, в частности, ослаблены связи почва — грунтовые воды. Ярко выражена отрицательная обратная биокосная связь: почва — растительность. Роль водораздельного центра ослаблена, в речных долинах создается второй центр ландшафта, часто более важный ("бицентрическая система"). Самоорганизация и устойчивость ландшафтов ниже, чем в группе А.

Группа С

 Это ландшафты тундр и особенно верховых болот со средним и малым накоплением солнечной энергии и медленным ее превращением в энергию геохимических процессов. Биомасса в них составляет десятки и сотни центнеров на гектар, ежегодная продукция низкая. Способность растений улучшать среду обитания выражена слабо. По интенсивности прямых водных связей и величине Б:П тундры ближе к лесной группе, а по размерам биомассы, развитию обратных биокосных связей — к степям и лугам. Большое значение имеют прямые воздушные связи. Разнообразие, самоорганизация и устойчивость низкие и напоминают пустыни.

Группа D

 Ландшафты среднего и малого накопления солнечной энергии и малого ее влияния на энергию геохимических процессов. Таковы многие ландшафты пустынь, для которых характерны небольшие Б и П, низкая когерентность. Прямые водные связи ослаблены, отдельные природные тела почти независимы друг от друга (элювиальная почва — грунтовые воды и т.д.). Резко выражены прямые воздушные связи. Это ландшафты с наименее совершенной, наиболее расшатанной связью. Центр ландшафта выражен слабо. Пустыни характеризуются наименьшими разнообразием,самоорганизацией, устойчивостью.

Группа Е

Ландшафты с крайне малым накоплением солнечной энергии — ничтожной биомассой. К этой группе относятся такыры, шоровые солончаки, скалы, покрытые лишайниками, и другие примитивные пустыни. Биомасса здесь местами менее 1 ц/га, отношение Б:П различно. Организмы неглубоко проникают в толщу литосферы (мощность ландшафта низкая). Разнообразие, самоорганизация и устойчивость низкие.

Формирование ландшафтов А, В, С и D групп в основном определяется климатом, в связи с чем важнейшая закономерность их размещения — зональность (лесная, степная, тундровая, пустынная и прочие зоны). Однако в ряде случаев развитие групп обусловлено другими факторами, наблюдается незональное размещение (например, верховые болота в таежной зоне, шоровые солончаки — в пустынной и т.д.).

Границы между А, В и С группами резкие (контрастные), а между В, D и Е — постепенные (размытые), не всегда точно определяемые. С этим, например, связаны методические сложности разграничения сухих степей и пустынь, выделение таких "переходных образований", как "полупустыни".

Группы ландшафтов состоят из типов с разной величиной Б и П. Так в группе А четко выделяются влажные тропики, широколиственные леса, таежные ландшафты. Для создания определенной массы живого вещества необходима особая структура биоценоза, качественно своеобразное сочетание видов животных и растений. Поэтому выделенные типы ландшафтов в общем отвечают типам растительного покрова, а также типам ландшафтов физико-географических классификаций.

Для формирования типов ландшафтов характерны строго определенные ("квантованные") уровни ежегодной продукции живого вещества.

Выход за пределы уровней означает переход в другой тип. Поэтому границы между типами резкие. Вместе с тем изменение факторов формирования типов — тепла и влаги происходит постепенно. Следовательно, несмотря на то, что факторы формирования ландшафтов изменяются постепенно и могут принимать любые значения (непрерывное распределение), возможны лишь вполне определенные, четко ограниченные друг от друга ("квантованные") типы ландшафтов.

В течение длительной эволюции живые организмы приспособились к условиям окружающей среды, что определило зависимость жизни от режима тепла и влаги, которые редко находятся в соответствии с потребностями организмов — чаще один из этих факторов лимитирует образование живого вещества. Так, в пустыне не хватает влаги и большие ресурсы тепла и света используются не полностью. В тундре, напротив, не хватает тепла и много избыточной влаги (при таком же увлажнении в тайге образование живого вещества энергичнее).

Поэтому невозможно установить единую функциональную зависимость между типом ландшафта, ресурсами тепла и влаги. Дефицитность одного из факторов тепла или влаги приводит к тому, что изменение другого в определенных пределах не оказывает существенного влияния на тип ландшафта (в агрономии сходное положение было сформулировано свыше 150 лет назад Ю. Либихом в форме "закона минимума"). Например, в тропическом и экваториальном поясах 5000 мм годовых осадков при их равномерном распределении в течение года обеспечивают влагой влажный тропический лес. Увеличение количества осадков до 6000 мм и выше не имеет большого таксономического значения — тип ландшафта не изменяется. Конечно, некоторые различия возникают, но они не столь существенны, чтобы изменить тип ландшафта.

Наоборот, если количество осадков понизится до 1000 мм в год, то при имеющихся ресурсах тепла осадки не обеспечат тип влажных тропиков, тип ландшафта станет иным (листопадно-вечнозеленые леса и т.д.). Это позволяет ввести понятие о критическом значении фактора, необходимом для формирования определенного типа ландшафта. Всякое значение фактора, превышающее критическое, не влияет существенно на образование живого вещества и именно поэтому не может быть всегда полного соответствия между типом ландшафта и физическими показателями, например, радиационным индексом сухости.

Благодаря самоорганизации, относительной самостоятельности ландшафта, способности к саморегулированию некоторые вариации тепла и увлажнения в пределах типа не влияют на тип растительного покрова. Поэтому неоднократные попытки представить все типы растительного покрова и ландшафтов как функцию физического состояния системы, игнорируя природу процессов образования живого вещества, методологически несостоятельны. В отдельных случаях, напротив, подобное соответствие возможно.

К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов